一種E?H轉換波導裝置的制作方法

本實用新型屬于濾波器
技術領域：
，具體涉及E-H轉換波導裝置。
背景技術：
：波導結構是目前微波毫米波電路中最常用的電路結構之一，波導結構的最大特點是插損小、封閉性高，電磁能量完全被束縛在波導通道內，從而降低了微波信號泄露，避免干擾其他通信系統，提高了整個系統的電磁兼容性。實際運用中，經常會用到E面波導和H面波導，其中，E-H轉換是模塊或者系統設計的重要組成本分。目前最常用的E面波導到H面波導的過渡結構為扭波導。扭波導又稱波導扭轉接頭，其兩端的寬邊和窄邊的方向互換90度，當電磁波通過扭波導時，極化方向改變90度，而傳播方向不變。顯而易見，扭波導的最大缺點是長度比較長、不靈活，對緊湊的波導結構就不適用了。也有一些文獻采用了矩形波導和圓波導的交替級聯的過渡結構，相對帶寬也能達到40％左右，然而仍不能滿足緊湊型波導結構的要求。如文獻“Ka波段E-H波導轉換器設計《全國微波毫米波會議》，孫東全等，2015”公開了在E面和H面中間采用了一段方波導連接的技術，該方波導的一組對角挖去一個方形臺階，中間的方波導高出H波導和E波導，體積會比較大。該技術雖然解決了采用過渡方波導的問題，直接在E面做矩形臺階和H面做矩形臺階，可以縮小體積，但由于其過渡結構的本質，不能滿足緊湊型波導結構需求。有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種新型波導通道，使其更具有產業上的利用價值。技術實現要素：鑒于上述現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種體積更小、加工簡單且成本更低的新型E-H轉換波導裝置，解決波導過渡裝置長度比較長、不靈活，不緊湊等問題。為實現前述實用新型目的，本實用新型采用的技術方案包括：一種E-H轉換波導裝置，包括凹型的上空波導和下空波導，所述上空波導和下空波導的半開口腔體構成E面波導通道，所述下空波導內開設有與E面波導通道連通的H面波導通道，在下空波導內部、及H面波導通道和E面波導通道轉彎連接處設有E面矩形臺階，在上空波導內部、及H面波導通道和E面波導通道交錯處設有H面矩形臺階單元，所述H面矩形臺階單元上邊緣連接E面波導通道頂面，所述H面矩形臺階單元下邊緣連接E面波導通道頂面。本實用新型進一步地，所述H面矩形臺階單元包括第一H面矩形臺階和第二H面矩形臺階。本實用新型進一步地，所述H面波導通道和E面波導通道均為矩形通道，設置所述E面波導通道的高度為A、寬度為B，設置所述H面波導通道的高度為A1、寬度為B1。本實用新型進一步地，所述E面矩形臺階高度為F、長度為F1，所述F1取值范圍是0.95A1～1.05A1，所述F取值范圍是0.4B1～0.65B1。本實用新型進一步地，所述第一H面矩形臺階高度為D、寬度為D1，所述D取值范圍是0.47B～0.75B，所述D1取值范圍是0.33A～0.6A。本實用新型進一步地，第二H面矩形臺階高度為C、寬度為C1，所述C取值范圍是0.05B～0.8B，所述C1取值范圍是0.47A～0.75A。借由上述方案，本實用新型至少具有以下優點：①通過本實用新型裝置，摒棄了傳統E面波導到H面波導的過渡結構，如E-H轉換的過渡圓波導、過渡方波導或者扭波導等復雜結構，通過E面和H面交疊部分凸出三個矩形臺階，以實現E面波導到H面波導極化方向90度的轉化；②本實用新型結構簡單體積小、加工方便，有利于提升產品一次通過率及降低成本，其中臺階尺寸可變范圍大，確保不同結構尺寸的裝置都符合標準波導的取值范圍。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。附圖說明圖1是本實用新型E-H轉換波導裝置的外部結構示意圖；圖2是本實用新型E-H轉換波導裝置的內部結構示意圖；圖3是本實用新型E-H轉換波導裝置的結構示意圖。圖中各附圖標記的含義如下。1上空波導2下空波導3E面波導通道4H面波導通道5E面矩形臺階6H面矩形臺階單元7第一H面矩形臺階8第二H面矩形臺階具體實施方式下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例，不用來限制本實用新型的范圍。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖1至圖3，本實用新型E-H轉換波導裝置，包括凹型的上空波導1和下空波導2，所述上空波導1和下空波導2的半開口腔體構成E面波導通道3，所述下空波導2內開設有與E面波導通道3連通的H面波導通道4，在下空波導2內部、及H面波導通道4和E面波導通道3轉彎連接處設有E面矩形臺階5，在上空波導1內部、及H面波導通道4和E面波導通道3交錯處設有H面矩形臺階單元6，所述H面矩形臺階單元6上邊緣連接E面波導通道3頂面，所述H面矩形臺階單元6下邊緣連接E面波導通道3頂面。由此，本實用新型摒棄了傳統E面波導到H面波導的過渡結構，結構簡單體積小、加工方便，有利于提升產品一次通過率及降低成本，其中臺階尺寸可變范圍大，保證不同結構尺寸的波導都符合標準波導的取值范圍。關于臺階(即E面矩形臺階5和H面矩形臺階單元6)的變化尺寸：該尺寸主要是相對標準波導而言，尺寸取值范圍是在標準波導A邊和B邊范圍內，針對不同的波導，即使結構尺寸不同，但都符合標準波導的取值范圍。尺寸的變化主要影響到電場極化方向的變化及反射影響，如表1，波導型號及A邊和B邊尺寸。表1尺寸變化對應電場極化方向的變化及反射國際標型號頻率范圍(Ghz)A和B邊尺寸(mm)WR1375.38～8.1734.849X15.799WR6211.9～1815.8X7.9WR2826.3～407.112X3.556WR1260.5～91.93.0988X1.5494本實用新型優選一優選實施方式，所述H面矩形臺階單元6包括兩個臺階，即包括第一H面矩形臺階7和第二H面矩形臺階8。所述H面波導通道4和E面波導通道3均為矩形通道，為常規設計。可設置所述E面波導通道3的高度為A、寬度為B，設置所述H面波導通道4的高度為A1、寬度為B1。通過E面和H面交疊部分凸出三個矩形臺階，即E面矩形臺階5、第一H面矩形臺階7和第二H面矩形臺階8，實現了E面波導到H面波導極化方向90度的轉化。三個臺階主要作用是改變電磁場傳播方向。處于E面時，E面水平設置，則波導主模TE10電場是垂直向下，經過E面的一個矩形臺階，電場極化方向從E面到E面矩形臺階5實現45度的轉化，從E面矩形臺階5到H面波導另兩個矩形臺階即第一H面矩形臺階7、第二H面矩形臺階8，也實現了45度轉化，因而實現E面波導到H面波導極化方向90度的轉化。基于上述E面波導通道3和H面波導通道4的尺寸設置，本實用新型優選一優選實施方式，所述E面矩形臺階5高度為F、長度為F1，所述F1取值范圍是0.95A1～1.05A1，所述F取值范圍是0.4B1～0.65B1。所述第一H面矩形臺階7高度為D、寬度為D1，所述D取值范圍是0.47B～0.75B，所述D1取值范圍是0.33A～0.6A。第二H面矩形臺階8高度為C、寬度為C1，所述C取值范圍是0.05B～0.8B，所述C1取值范圍是0.47A～0.75A。應當說明的是，本實用新型上述臺階取值范圍是經過了大量實驗和計算得出的優選值，即在該范圍值內，滿足電磁波轉向的同時滿足帶寬、電磁兼容性、信號泄露等要求。研究發現，三個臺階(E面矩形臺階5、第一H面矩形臺階7和第二H面矩形臺階8)的尺寸和各自所在波導的A和B邊有具有關聯，可利用仿真軟件HFSS很快的模擬獲得上述三個臺階尺寸。因此，通過本實用新型裝置，摒棄了傳統E面波導到H面波導的過渡結構，通過E面和H面交疊部分凸出三個矩形臺階，電磁波轉向同時滿足帶寬、電磁兼容性、信號泄露等要求，本實用新型具有結構簡單體積小、加工方便等特點。本實用新型尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3